加速度傳感器原理

加速度計大致分為電容法、壓電（壓阻）法和熱傳感法。每種方法的基本原理都是相同的，傳感器分為固定部分和柔性部分。當加速度施加到加速度傳感器時，柔性部分會變形。

該元件通過檢測固定部分和變形的柔性部分之間的差異來測量加速度。在電容式方法中，每個固定部分和柔性部分上都有電極。該傳感器由固定部分和柔性部分組成，電極呈梳狀交替排列。

當施加加速度時，固定部分和柔性部分的電極之間的電容發生變化，因此可以根據變化量計算加速度。由于即使不施加加速度（僅施加重力加速度）也具有電容，因此可以測量重力加速度。圖 1 顯示了使用3 軸加速度傳感器檢測重力加速度的計步器示例。

(a)為傳感器直接測量的數據，表示計步器貼在行人適當位置時身體重心加速度的時間序列數據。該數據包含作為低頻（DC）分量的重力加速度，并且通過應用低通濾波器，僅提取重力加速度，如數據（b）中所示。

同時，通過對數據(a)應用帶通濾波器，獲得去除了低頻重力加速度分量和高頻噪聲分量的數據(c)。數據（b）和（c）是三個軸（x，y，z）上的時間序列數據，如果在行走時（測量期間）傳感器的方向發生變化，則每個軸上檢測到的值也會發生變化。我會做。

這里，通過對數據（b）和（c）每次取內積（即三維向量的內積），我們可以計算出加速度的重力方向分量（一軸）。可以得到如數據(d)所示的身體重心的系列數據。

這樣，無論傳感器的朝向如何，通過對重力加速度進行正交投影，即將矢量量轉換為標量，并根據該數據，就可以得到行人加速度的重力方向分量（d）這允許您計算步行間距和步數。

壓電（壓阻）方法使用壓電元件來測量加速度。壓電元件在加速下變形時會產生電流。測量產生的電流作為加速度。